蔗糖水解
实验十一--蔗糖水解反应
实验十一--蔗糖水解反应实验十一 蔗糖水解反应【实验目的】1. 测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期，并求算蔗糖转化反应的活化能。
2. 了解旋光仪的构造、工作原理，掌握旋光仪的使用方法。
【基本要求】1.了解在蔗糖反应的动力学方程式中，任何时刻t 的蔗糖浓渡可以被反应体系在该时刻的选光度α与反应终了时的选光度∞α之差所替代的依据。
2 测定蔗糖转化率的速率常数的半衰期。
3 了解旋光仪的基本原理，掌握其实用方法。
【实验原理】蔗糖转化反应为： C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应在酸性介质中进行。
由于反应中水是大量的，可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。
而H ＋是催化剂，其浓度也是固定的。
所以，此反应可视为准一级反应。
其动力学方程为kC dtdC=-(1) 式中，k 为反应速率常数；C 为时间t 时的反应物浓度。
将(1)式积分得： 0ln ln C kt C +-= (2)式中，C 0为反应物的初始浓度。
当C =1/2C 0时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期。
由(2)式可得：kk t 693.02ln 2/1==(3)蔗糖及水解产物均为旋光性物质。
但它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关。
为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度的概念。
比旋光度可用下式表示：[]lCt D αα= (4)式中，t 为实验温度(℃)；D 为光源波长；α为旋光度；l 为液层厚度(m)；C 为浓度(kg·m -3)。
由(4)式可知，当其它条件不变时，旋光度α与浓度C 成正比。
即：α＝KC (5)式中的K 是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源波长、温度等因素有关的常数。
糖水解实验报告
1. 了解蔗糖水解反应的基本原理及实验方法。
2. 掌握旋光仪的使用技巧，并学会通过旋光度变化来测定蔗糖水解反应的速率常数。
3. 通过实验，了解蔗糖水解反应在酸催化下的速率变化规律。
二、实验原理蔗糖是一种非还原性糖，在水解过程中，蔗糖分子在酸催化作用下分解为葡萄糖和果糖。
葡萄糖和果糖都是还原性糖，具有旋光性。
实验中，通过测定溶液旋光度随时间的变化，可以了解蔗糖水解反应的速率。
实验原理如下：1. 蔗糖水解反应方程式：C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O62. 葡萄糖和果糖的旋光性：葡萄糖：[α]D20 = +52.50果糖：[α]D20 = -91.903. 蔗糖水解反应速率方程：dCA/dt = kCA其中，CA为t时刻的蔗糖浓度，k为反应速率常数。
4. 旋光度与旋光性物质浓度的关系：[α] = αcL其中，[α]为旋光度，α为旋光率，c为旋光性物质浓度，L为比旋光管长度。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：旋光仪、锥形瓶、移液管、滴定管、烧杯、冰浴、恒温水浴、秒表等。
2. 试剂：蔗糖溶液（10g/L）、盐酸（1mol/L）、葡萄糖标准溶液（1g/L）、果糖标准溶液（1g/L）、蒸馏水等。
1. 准备实验装置：将旋光仪预热至室温，调节至零点。
2. 配制蔗糖溶液：称取10g蔗糖，加入适量蒸馏水溶解，定容至100mL，配制成10g/L的蔗糖溶液。
3. 测定初始旋光度：将配制好的蔗糖溶液置于旋光仪中，测定其旋光度，记录为[α]0。
4. 加入盐酸：向锥形瓶中加入10mL蔗糖溶液，加入2mL 1mol/L盐酸，混匀。
5. 开始实验：将锥形瓶置于恒温水浴中，开始计时，每隔一定时间（如1分钟、2分钟、3分钟等）取出锥形瓶，立即用旋光仪测定旋光度，记录为[α]t。
6. 绘制旋光度-时间曲线：以时间为横坐标，旋光度为纵坐标，绘制旋光度-时间曲线。
7. 计算反应速率常数k：根据实验数据，以ln(-)/t作图，直线斜率即为-k。
实验十一蔗糖水解反应
实验十一 蔗糖水解反应【实验目的】1. 测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期，并求算蔗糖转化反应的活化能。
2. 了解旋光仪的构造、工作原理，掌握旋光仪的使用方法。
【基本要求】1.了解在蔗糖反应的动力学方程式中，任何时刻t 的蔗糖浓渡可以被反应体系在该时刻的选光度α与反应终了时的选光度∞α之差所替代的依据。
2 测定蔗糖转化率的速率常数的半衰期。
3 了解旋光仪的基本原理，掌握其实用方法。
【实验原理】蔗糖转化反应为： C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应在酸性介质中进行。
由于反应中水是大量的，可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。
而H ＋是催化剂，其浓度也是固定的。
所以，此反应可视为准一级反应。
其动力学方程为kC dtdC =- (1) 式中，k 为反应速率常数；C 为时间t 时的反应物浓度。
将(1)式积分得： 0ln ln C kt C +-=(2)式中，C 0为反应物的初始浓度。
当C =1/2C 0时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期。
由(2)式可得：kk t 693.02ln 2/1== (3)蔗糖及水解产物均为旋光性物质。
但它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关。
为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度的概念。
比旋光度可用下式表示：[]lC tD αα= (4)式中，t 为实验温度(℃)；D 为光源波长；α为旋光度；l 为液层厚度(m)；C 为浓度(kg·m -3)。
由(4)式可知，当其它条件不变时，旋光度α与浓度C 成正比。
即：α＝KC (5)式中的K 是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源波长、温度等因素有关的常数。
蔗糖水解
c0
0
K反
K生
＝K 0
（9）
c
ห้องสมุดไป่ตู้
t
K反
K生
＝K t
(10)
将（9）式、（10）式代入（2）式中即得
ln t k1t ln(0 )
（11）
显然，以 ln(t )对t作图，可得一直线，从直线
的斜率即可求出反应速率常数。
设体系最初的旋光度为：
0 K反c0 ( t=0,蔗糖尚未转化) （6） 体系最终的旋光度：
K生c0 (t＝ ,蔗糖已完全转化) （7）
当时间为t时刻时，蔗糖浓度为c，此时体系的 旋光度为 t ，即
t K反c K生 (c0 c)
（8）
将（6）、（7）、（8）式联立可解得：
校正时首先应将旋光管洗净然后再将旋光管的两端分别时首先应将旋光管洗净然后再将旋光管的两端分别加上玻璃窗片和橡皮垫圈最后将螺丝帽盖盖上使玻加上玻璃窗片和橡皮垫圈最后将螺丝帽盖盖上使玻璃片紧贴住样品管口从旋光管中部的开口处向管内灌璃片紧贴住样品管口从旋光管中部的开口处向管内灌满蒸馏水此时管中若有气泡存在则应尽量将气泡赶满蒸馏水此时管中若有气泡存在则应尽量将气泡赶至旋光管中部的开口处使旋光管中不存在气泡
力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度
等均有关系。当其它条件固定时，旋光度与反
应物浓度呈线性关系，即
Kc
（4）
为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光 度这一概念，比旋光度可表示为
t 100
D l cA
（5）
反应物蔗糖是右旋性物质，其比旋光度为 66.6°；生成物中的葡萄糖也是右旋性物质， 其比旋光度为52.5°，果糖是左旋性物质，比 旋光度为－91.9°。由于生成物中果糖的左旋 性比葡萄糖右旋性大，所以生成物呈现左旋性 质。因此随着反应的不断进行，体系的右旋角 将不断减少，在反应进行到某一瞬间时，体系 的旋光度恰等于零，随后为左旋角逐渐增大， 直到蔗糖完全转化，体系的左旋角达到最大值。 由于反应是不断进行的，要快速分析反应物的 浓度很困难。因此，可以利用体系在反应过程 中旋光度的变化来度量反应进程。
实验十一蔗糖水解反应
【实验目的】1.测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期，并求算蔗糖转化反应的活化能。
2.了解旋光仪的构造、工作原理，掌握旋光仪的使用方法。
【基本要求】1.了解在蔗糖反应的动力学方程式中，任何时刻t的蔗糖浓渡可以被反应体系在该时刻的选光度「与反应终了时的选光度之差所替代的依据。
2测定蔗糖转化率的速率常数的半衰期。
3 了解旋光仪的基本原理，掌握其实用方法。
【实验原理】蔗糖转化反应为：C12H2O1 + H2O f C6H12Q + C6H2Q 物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关。
实验十蔗糖水解反应蔗糖葡萄糖果糖为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应在酸性介质中进行。
由于反应中水是大量的，可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。
而『是催化剂，其浓度也是固定的。
所以，此反应可视为准一级反应。
其动力学方程为dC ,厂kCdt式中，k为反应速率常数；C为时间t时的反应物浓度。
将(1)式积分得：InC - -kt In C0式中，G为反应物的初始浓度。
当C=1/2C o时，t可用t i/2表示，即为反应的半衰期。
由丄In 2 0.693T - ，，----------1/2 k k(2)式可得:蔗糖及水解产物均为旋光性物质。
但它们的旋光能力不同, 故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光为了比较各种物质的旋光能力，弓I入比旋光度的概念。
比旋光度可用下式表示：式中，t为实验温度「C) ；D为光源波长；a为旋光度；I为液层厚度(m); C为浓3度(kg2m -)。
由(4)式可知，当其它条件不变时，旋光度a与浓度C成正比。
即：a = KC (5)式中的K是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源波长、温度等因素有关的常数。
在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖是右旋性物质，其比旋光度[a ] 20 =66.6。
产物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[a ] 20=52.5 ° ；而产物中的果糖则是左旋性物质，其比旋光度[a ]20=-91.9。
蔗糖水解速率常数的测定
蔗糖水解速率常数的测定概述蔗糖（C12H22O11）是一种常见的天然糖，在生活中广泛存在于食品和饮料中。
蔗糖在人体内经过水解反应可分解成葡萄糖和果糖，进一步进行能量代谢。
测定蔗糖水解速率常数的方法，可以帮助我们了解蔗糖分解的速率规律，对于食品工业生产和代谢研究具有重要意义。
实验原理蔗糖的水解反应是一个酶催化的过程。
酶催化的反应速率可以用速率常数（k）来描述，蔗糖水解反应速率常数即反应速率与底物浓度的关系。
实验步骤1. 制备酶液1.将适量的酵母提取液溶解在含有适量蔗糖的磷酸盐缓冲液中；2.在4°C条件下冷藏24小时；3.蒸馏过滤酶液。
2. 制备底物溶液1.预先称取适量蔗糖；2.加入适量磷酸盐缓冲液溶解。
3. 反应进程的测定1.取1ml底物溶液和1ml酶液置于恒温搅拌的试管中；2.定时开始记录反应时间t，每隔一定时间取出一定量反应液；3.加入硫酸试剂停止反应，进行测定。
数据处理1. 计算蔗糖浓度由于蔗糖水解生成的产物为葡萄糖和果糖，通过测量这两种糖的含量，可以间接计算蔗糖浓度。
2. 绘制反应曲线根据所测定的实验数据，可以绘制反应曲线，用于分析蔗糖水解反应的速率变化趋势。
3. 计算速率常数根据反应曲线，可通过拟合方法计算蔗糖水解反应速率常数。
结果分析1. 反应速率与蔗糖浓度的关系通过实验数据计算得到反应速率和蔗糖浓度之间的关系，可以得到速率常数（k）的数值。
2. 反应速率与温度的关系同时进行不同温度下的蔗糖水解反应实验，根据实验数据可以分析反应速率与温度之间的关系。
3. 反应速率与酶浓度的关系调整酶液的浓度，进行蔗糖水解反应实验，分析反应速率与酶浓度之间的关系。
4. 其他因素的影响分析其他因素如pH值、底物浓度等对蔗糖水解速率常数的影响。
结论通过测定蔗糖水解速率常数的实验，可以得到蔗糖水解反应速率和蔗糖浓度、温度、酶浓度等因素之间的关系。
这些结果对于蔗糖的生产、应用以及代谢研究具有一定的指导意义。
蔗糖水解反应.ppt
1. 测定蔗糖转化反应的速率常数和半 衰期； 2. 了解旋光仪的基本原理,掌握旋光 仪的使用方法。
1
二、实验原理：
C12H22O11（蔗糖）+H2O →H+ C6H12O6 (葡萄糖)+ C6H12O6（果糖）
由于蔗糖液较稀，水是大量的，反应达终点时，
虽然有部分水分子参加了反应，但与溶质（蔗糖）浓
t
t∞
[
]
20 D
蔗糖 浓度c0
c 0 +66.6º 右旋
葡萄糖
0 c0－c
c0 +52.5º 右旋
果糖 体系旋光度
0 c0－c
c -91.9º
α0（正） αt
α∞（负）
左旋
3
反应时间为0 时旋光度 α0=K反c0 反应时间为t 时旋光度αt=K反c+K生（c0-c） 反应时间为 ∞ 时 旋光度 α∞=K生c0
11
联立以上三式可得：
ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)
以 ln(αt-α∞) 对t 作图得一直线，由直
线斜率可求得反应速率常数k。
4
三、仪器和试剂
旋光仪
1台
超级恒温槽
1套
秒表
1个
移液管（25cm3 ）
2支
洗耳球
1个
洗瓶（250cm3 ）
1个
蔗糖（分析纯）
2.0mol·dm-3HCl放入旋光仪 中，测量不同水解时刻溶液旋光度at的值， 每隔2min读一次数，测定45min，或使旋 光度为负值为止。 5.旋光度a∞的测定
8
五、实验数据记录和处理
时间t/min 温度/℃
αt /(°)
蔗糖水解方法
蔗糖水解方法嘿，朋友们！今天咱要来聊聊蔗糖水解这档子事儿，这可是个有趣又有点小神秘的实验哦。
你看啊，蔗糖那可是我们生活中常见的甜家伙，白糖、红糖里都有它的身影。
但是呢，它有时候也会来个“变身”，这就是水解啦。
就好像一个小魔法师，悄悄地把蔗糖变成了别的东西。
首先呢，咱得准备好材料和工具。
蔗糖那是肯定不能少的啦，就像做饭得有米一样。
然后还需要一些盐酸或者硫酸，这可就像是魔法药水哦，不过要小心使用，它们有点小脾气呢。
再就是水啦，普普通通的水在这里也有大作用哦。
还有什么呢？对啦，温度计也得准备好，它就像是个小卫士，时刻帮我们看着温度。
实验开始啦！先把蔗糖放进一个干净的容器里，就像给小魔法师准备一个温暖的家。
然后呢，按照一定的比例加入水，让它们好好地融合在一起。
这时候啊，蔗糖就像个调皮的孩子，在水里欢快地游来游去。
接下来，就是关键的一步啦，加入那神奇的“魔法药水”——酸。
不过可别加太多哦，不然小魔法师可能会发脾气的。
加进去之后，轻轻地搅拌一下，就好像在给小魔法师施魔法一样。
这时候你会发现，溶液开始有点小变化啦，变得有点不一样了呢。
然后呢，要注意控制温度哦。
温度就像是魔法的火候，太烫了不行，太冷了也不行。
一般来说，保持在一个合适的温度，小魔法师才能更好地施展魔法。
看着温度计，就像看着一个小闹钟一样，时刻提醒着我们。
在这个过程中，你要耐心地等待哦。
就像等待一朵花慢慢开放一样，蔗糖水解也需要时间。
你可以在旁边观察着，看着溶液一点点地变化，那种感觉真的很奇妙。
也许你会想，这小小的蔗糖怎么就这么神奇呢？过了一段时间后，你会发现蔗糖真的变啦！它不再是原来的蔗糖了，而是变成了葡萄糖和果糖。
这就像是一个小小的奇迹在你眼前发生一样。
葡萄糖和果糖就像是蔗糖的两个小分身，它们有着不同的特点和味道。
这个实验告诉我们什么呢？其实啊，生活中很多东西都不像我们表面看到的那么简单。
就像蔗糖，我们以为它就是甜甜的，很单纯。
但是通过实验，我们发现它还能有这么奇妙的变化。
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lnC 0/C t =Kt ，该反应的半
四：实验步骤：1 2 3 4 5 6 蔗糖水解反应常数的测定实验
:实验目的：1 :了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。
2 :根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。
:实验仪器：自动指示旋光仪 1台，25ml 移液管2只，超级恒温槽1台，150ml 烧杯2
个，恒温水浴1台，洗耳球1个，秒表1块，50ml 容量瓶1个，100ml 容量 瓶2个，蔗糖 AR 2mol/LHCI 溶液。
:实验原理：蔗糖在水中水解成葡萄糖和果糖的速率方程积分的
衰期与K 的关系为t 1/2= In2/K ，在其他条件不变时，旋光度与反应物的浓度
C 成正比即a =K C,经数学得 Cb= (a 0- a g ) /[K 蔗糖-(K 葡-K 果)],G = (a
t
- a g ) /[K 蔗糖-(K 葡-K 果)]，将这两个式子代入 ln C °/C t =Kt 得ln (a 0- a t )
=-Kt+ln (a 0- a g ),以ln (a t - a g )对t 作图，可得一直线，由直线的斜 率可求得速
度常数 Ko
温度设定与准备。
溶液配制与恒温。
仪器零点校正。
a t 的测定。
a g 的测定。
其他温度下水解反应速率常数的测定。
五：思考题： 1:庶糖水解反应常数与那些因素有关?
答：对指定的反应，速率常数和温度和催化剂有关。
2
:为什么可以用蒸馏水来校正旋光仪的零点？ 答：主要是因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂， 这样就消除了溶剂对实验结果的影
响，且蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零。
六：数据记录与处理:
通过外推法将和a t 时间t 求出a 0
X : t/min
)
n
Y
由图可知 a o =22.998，再由公式
a -=-0.311 a
0得出
a - =-7.152。
t
a
t
a t - a —
ln(
a t - a -)
2
21.123
28.275
3.342
4 20.97 28.122 3.336
6 20.79 27.942 3.33
8 20.645 27.797 3.325
10 20.304 27.456 3.313
15 19.605 26.757 3.287
20 18.735 25.887 3.254
30 16.752 23.904 3.174
40 14.59 21.742 3.079
50 12.31 19.462 2.968
60
10.966
18.118
2.897。